[原创]2017年《南方新高考·高考总复习》物理 专题二 专题提升二 共点力平衡问题的分析[配套课件]幻灯片.ppt

* 专题提升二 共点力平衡问题的分析 1．平衡状态：物体处于静止状态或匀速直线运动状态． 2．共点力的平衡条件 F 合＝0 或者 Fx＝0 Fy＝0 突破一 知识突破 3．平衡条件的推论 (1)二力平衡：如果物体在两个共点力的作用下处于平衡状 态，这两个力必定大小相等，方向相反． (2)三力平衡：如果物体在三个共点力的作用下处于平衡状 态，其中任何一个力与其余两个力的合力大小相等，方向相反； 并且这三个力的矢量可以形成一个封闭的矢量三角形． (3)多力平衡：如果物体在多个共点力的作用下处于平衡状 态，其中任何一个力与其余几个力的合力大小相等，方向相反． 例 1：(2015 年山东德州联考)如图 Z2-1 所示，三个重均为 100 N 的物块，叠放在水平桌面上，各接触面水平，水平拉力 F ＝20 N 作用在物块 2 上，三条轻质绳结于 O 点，与物块 3 连接 的绳水平，与天花板连接的绳与水平方向成 45°角，竖直绳悬 挂重为 20 N 的小球 P.整个装置处于静止状态．则( ) A．物块 1 和 2 之间的摩擦力大小为 20 N B．与物块 3 相连的轻质绳的拉力 大小为 20 N C．桌面对物块 3 的支持力大小为 320 N D．物块 3 受 4 个力的作用 图 Z2-1 解析：以结点 O 为研究对象，受力分析如图 Z2-2 所示， 由平衡条件可求出与物块3 相连的轻质绳的拉力大小为F1＝GP ＝20 N，再以物块 1、2、3 为研究对象，由平衡条件可知，物 块 3 与桌面之间的摩擦力为零，所以物块 3 受 5 个力的作用， 且桌面对物块3 的支持力 FN＝300 N，故选项B 正确，C、D均 错误；以物块1 为研究对象，由平衡条件可知 Ff＝0，选项 A 错误． 图 Z2-2 答案：B 例 2：(多选)如图 Z2-3 所示，质量相同，分布均匀的两个 完全相同的圆柱体 a、b 靠在一起，表面光滑，重力均为 G，其 中 b 的下一半刚好固定在水平面 MN 的下方，上边露出另一半， a 静止在平面上，现过 a 的轴心施以水平作用力 F，可缓慢地将 a 拉离水平面 MN 一直滑到 b 的顶端，对该过程进行分析，应 有( ) A．拉力 F 先增大后减小，最大值是 G B．开始时拉力 F 最大为 G，以后逐 渐减小为 0 C．a、b 间压力由 0 逐渐增大，最大为 G 图 Z2-3 D．a、b 间的压力开始最大为 2G，而后逐渐减小到 G 答案：BD 图Z2-4 对受三力作用而平衡的物体，将力的矢量图平移使三 力组成一个首尾依次相接的矢量三角形，根据正弦定 理、余弦定理或相似三角形等数学知识求解未知力 力的三 角形法 物体受到三个或三个以上力的作用时，将物体所受的 力分解为相互垂直的两组，每组力都满足平衡条件 正交分 解法 物体受三个共点力的作用而平衡，将某一个力按力的 效果分解，则其分力和其他两个力满足平衡条件 分解法 物体受三个共点力的作用而平衡，则任意两个力的合 力一定与第三个力大小相等，方向相反 合成法 内容 方法 突破二 共点力平衡问题的分析方法 1．处理平衡问题的常用方法 2.求共点力作用下物体平衡问题的一般步骤 3．研究对象的选取原则 根据题目要求，研究对象应选取一个便于受力分析的平衡 体(单个物体或系统，也可以是结点)． 例 3：(2015 年山东桓台期中)如图 Z2-5 所示，在倾角为θ 的粗糙斜面上，一个质量为 m 的物体被水平力 F 推着静止于斜 面上，物体与斜面间的动摩擦因数为μ，且μ＜tan θ，求力 F 的取值范围． 图 Z2-5 解：因为μ＜tan θ，所以当F＝0 时，物体不能静止．若物 体在力 F 的作用下刚好不下滑，则物体受沿斜面向上的最大静 摩擦力，且此时 F 最小，对物体受力分析，如图 Z2-6 甲所示， 由平衡条件得 甲 乙 图 Z2-6 *